Նորություններ - Ընդհանուր առմամբ

Ընդհանուր առմամբ, կիսահաղորդչային սարքերի մշակման, արտադրության և օգտագործման ընթացքում դժվար է խուսափել փոքր քանակությամբ խափանումներից: Արտադրանքի որակի պահանջների անընդհատ կատարելագործման հետ մեկտեղ, խափանումների վերլուծությունը դառնում է ավելի ու ավելի կարևոր: Որոշակի խափանումների միկրոսխեմաների վերլուծությամբ, այն կարող է օգնել սխեմաների նախագծողներին գտնել սարքի նախագծման թերությունները, գործընթացի պարամետրերի անհամապատասխանությունը, ծայրամասային սխեմայի անհիմն նախագծումը կամ խնդրի պատճառով առաջացած սխալ աշխատանքը: Կիսահաղորդչային սարքերի խափանումների վերլուծության անհրաժեշտությունը հիմնականում դրսևորվում է հետևյալ ասպեկտներում.

(1) Խափանումների վերլուծությունը անհրաժեշտ միջոց է սարքի չիպի խափանման մեխանիզմը որոշելու համար։

(2) Խափանումների վերլուծությունը ապահովում է անհրաժեշտ հիմքը և տեղեկատվությունը արդյունավետ խափանումների ախտորոշման համար։

(3) Խափանումների վերլուծությունը նախագծող ինժեներներին տրամադրում է անհրաժեշտ հետադարձ տեղեկատվություն՝ չիպի դիզայնը անընդհատ բարելավելու կամ վերանորոգելու և այն ավելի հիմնավորված դարձնելու համար՝ համաձայն նախագծային սպեցիֆիկացիայի։

(4) Խափանումների վերլուծությունը կարող է ապահովել արտադրական փորձարկման համար անհրաժեշտ լրացում և ապահովել անհրաժեշտ տեղեկատվական հիմք՝ ստուգման փորձարկման գործընթացի օպտիմալացման համար։

Կիսահաղորդչային դիոդների, աուդիոնների կամ ինտեգրալ սխեմաների խափանումների վերլուծության համար նախ պետք է ստուգվեն էլեկտրական պարամետրերը, իսկ օպտիկական մանրադիտակի տակ արտաքին տեսքի ստուգումից հետո պետք է հեռացվի փաթեթավորումը։ Չիպի ֆունկցիայի ամբողջականությունը պահպանելով՝ ներքին և արտաքին լարերը, միացման կետերը և չիպի մակերեսը պետք է հնարավորինս հեռու պահվեն՝ վերլուծության հաջորդ քայլին նախապատրաստվելու համար։

Սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակի և էներգետիկ սպեկտրի կիրառում այս վերլուծությունը կատարելու համար՝ ներառյալ մանրադիտակային ձևաբանության դիտարկումը, անսարքության կետի որոնումը, թերության կետի դիտարկումը և տեղորոշումը, սարքի մանրադիտակային երկրաչափության չափի և կոպիտ մակերևույթի պոտենցիալների բաշխման ճշգրիտ չափումը և թվային դարպասի միացման տրամաբանական դատողությունը (լարման կոնտրաստային պատկերի մեթոդով)։ Այս վերլուծությունը կատարելու համար օգտագործեք էներգետիկ սպեկտրոմետր կամ սպեկտրոմետր՝ տարրերի մանրադիտակային կազմի վերլուծություն, նյութի կառուցվածքի կամ աղտոտիչների վերլուծություն։

01. Կիսահաղորդչային սարքերի մակերեսային արատներ և այրվածքներ

Կիսահաղորդչային սարքերի մակերևութային արատները և այրումը երկուսն էլ տարածված խափանման ռեժիմներ են, ինչպես ցույց է տրված նկար 1-ում, որը ինտեգրալ սխեմայի մաքրված շերտի արատն է։

Նկար 2-ը ցույց է տալիս ինտեգրալային սխեմայի մետաղացված շերտի մակերեսային արատը։

Նկար 3-ը ցույց է տալիս ինտեգրալ սխեմայի երկու մետաղական շերտերի միջև ընկած խզման ալիքը։

Նկար 4-ը ցույց է տալիս մետաղական շերտի փլուզումը և թեք դեֆորմացիան միկրոալիքային սարքի օդային կամրջի վրա։

Նկար 5-ը ցույց է տալիս միկրոալիքային խողովակի ցանցի այրումը։

Նկար 6-ը ցույց է տալիս ինտեգրված էլեկտրական մետաղալարերի մեխանիկական վնասը:

Նկար 7-ը ցույց է տալիս մեսա դիոդի չիպի բացվածքը և արատը։

Նկար 8-ը ցույց է տալիս պաշտպանիչ դիոդի խզումը ինտեգրալային միացման մուտքի մոտ։

Նկար 9-ը ցույց է տալիս, որ ինտեգրալ սխեմայի չիպի մակերեսը վնասվել է մեխանիկական հարվածից։

Նկար 10-ը ցույց է տալիս ինտեգրալային սխեմայի չիպի մասնակի այրումը։

Նկար 11-ը ցույց է տալիս, որ դիոդային չիպը քայքայվել և լուրջ այրվել է, իսկ քայքայման կետերը անցել են հալման վիճակի։

Նկար 12-ը ցույց է տալիս գալիումի նիտրիդի միկրոալիքային խողովակի չիպի այրումը, և այրման կետը ներկայացնում է հալված փոշիացման վիճակ։

02. Էլեկտրաստատիկ խափանում

Կիսահաղորդչային սարքերը՝ սկսած արտադրությունից, փաթեթավորումից, տեղափոխումից մինչև միկրոսխեմայի վրա տեղադրումը, եռակցումը, մեքենայական հավաքումը և այլ գործընթացներ, գտնվում են ստատիկ էլեկտրականության սպառնալիքի տակ։ Այս գործընթացում տեղափոխումը վնասվում է հաճախակի տեղաշարժի և արտաքին աշխարհի կողմից առաջացող ստատիկ էլեկտրականության հեշտությամբ ազդեցության պատճառով։ Հետևաբար, հատուկ ուշադրություն պետք է դարձնել էլեկտրաստատիկ պաշտպանությանը փոխանցման և տեղափոխման ընթացքում՝ կորուստները նվազեցնելու համար։

Միաբևեռ MOS խողովակով և MOS ինտեգրալ սխեմայով կիսահաղորդչային սարքերում հատկապես զգայուն է ստատիկ էլեկտրականության նկատմամբ, հատկապես MOS խողովակը, քանի որ իր սեփական մուտքային դիմադրությունը շատ բարձր է, իսկ դարպաս-աղբյուր էլեկտրոդի տարողունակությունը շատ փոքր է, ուստի այն շատ հեշտ է ազդվել արտաքին էլեկտրամագնիսական դաշտից կամ էլեկտրաստատիկ ինդուկցիայից և լիցքավորվել, իսկ էլեկտրաստատիկ առաջացման պատճառով դժվար է ժամանակի ընթացքում լիցքը լիցքաթափել։ Հետևաբար, հեշտ է ստատիկ էլեկտրականության կուտակում առաջացնել՝ սարքի ակնթարթային խափանման համար։ Էլեկտրաստատիկ խափանման ձևը հիմնականում էլեկտրական հնարամիտ խափանումն է, այսինքն՝ ցանցի բարակ օքսիդային շերտը քայքայվում է՝ առաջացնելով անցք, որը կարճ միացում է ստեղծում ցանցի և աղբյուրի կամ ցանցի և արտահոսքի միջև։

Եվ MOS խողովակի համեմատ MOS ինտեգրալ սխեմայի հակաստատիկ խզման ունակությունը համեմատաբար մի փոքր ավելի լավ է, քանի որ MOS ինտեգրալ սխեմայի մուտքային ծայրը հագեցած է պաշտպանիչ դիոդով: Երբ մեծ էլեկտրաստատիկ լարում կամ լարման ալիք է մտնում, պաշտպանիչ դիոդների մեծ մասը կարող է միացվել հողանցման, բայց եթե լարումը չափազանց բարձր է կամ ակնթարթային ուժեղացման հոսանքը չափազանց մեծ է, երբեմն պաշտպանիչ դիոդները կփչանան ինքնուրույն, ինչպես ցույց է տրված նկար 8-ում:

Նկար 13-ում ներկայացված մի քանի նկարներ MOS ինտեգրալ սխեմայի էլեկտրաստատիկ քայքայման տոպոգրաֆիան են: Քայքայման կետը փոքր է և խորը, ներկայացնելով հալված փոշիացման վիճակ: